基于有机硼、硅、锡、钯试剂的碳碳键形成的方法.ppt
有机合成,主讲人：南光明,第五章 基于有机硼、硅、锡、钯试剂的碳-碳键形成的方法,主要内容：5.1有机硼试剂在碳-碳键形成中的应用5.1.1 有机硼试剂的制备5.1.2 基于有机硼试剂的碳-碳键形成方法5.2 有机硅化合物在碳-碳键形成中的应用5.2.1 硅元素及有机硅化合物的结构效应5.2.2 基于有机硅试剂的碳-碳键形成方法,有机硼试剂的制备烷基硼和烯基硼试剂的制备：通过烯烃与炔烃的硼氢化制备，非对称的硼氢化主要发生在取代较少的碳上,无法通过硼氢化制备的甲基、芳基、杂芳基和苄基硼烷，可以通过二烷基锂与二烷基硼反应制得,5.1.2 基于有机硼试剂的碳-碳键形成方法,5.1.2.1 基于酸根型硼配合物硼-碳烷基亲核迁移的方法 三价有机硼烷具有一定的lewis酸性，亲核试剂（lewis碱）与三烷基硼反应可以形成四配位的硼加合物，称酸根型硼配合物。适用的亲核试剂包括一氧化碳、氰基、有机锂试剂等碳亲核试剂。,羰基化反应：具有lewis酸的三烷基硼可与具有lewis碱的一氧化碳反应形成酸根型配合物，然后硼原子上的烷基可向碳亲电中心迁移，中间体经还原或氧化后，分别可得到醇、醛、酮、或叔醇,为了得到单烷基转移产物，则反应需要在还原剂存在下进行，形成的单烷基转移中间体被还原剂还原，从而终止烷基迁移反应；在水存在下，则可使迁移二烷基终止。环酮的合成：,5.1.2.3 有机硼化合物的偶联反应：Suzuki reaction,此反应是芳基或烯基硼化合物在钯催化剂促进下与芳基卤或烯基卤的交叉偶联反应是连接芳基-烯基和烯基-烯基的重要方法之一用于此反应的有机硼化合物包括：芳基硼酸、二烷基硼酸酯和烷基硼烷，组分几何构型保持。,X=OH,OR,R;Y=Br,I,特殊情况：9-BBN衍生物硼原子上的烷基可在钯催化下与烯卤或芳卤偶联,5.2 有机硅化合物在碳-碳键形成中的应用,5.2.1 硅元素及有机硅化合物的结构效应5.2.2 基于有机硅试剂的碳-碳键形成方法含硅的碳亲核试剂烯丙基硅烷（allylic silane）,烯醇硅醚（silyl enol ether）,乙烯基硅烷类试剂（vinylic silane）,含硅的-碳负离子试剂,烯丙基三甲基硅烷的制备：常用的是从相应的卤代物出发，经过有机金属化合物的硅化制备,在lewis酸催化下，烯丙型基三甲基硅烷可与醛、酮、亚胺等发生加成或加成-消除反应；可与酰卤发生酰基亲核取代反应。,烯丙基型三甲基硅烷作为烯丙基负离子合成子表现以下四个方面的优点：区域专一性：烯丙基型三甲基硅烷与亲电试剂的加成总是发生在-位，而相应的格氏试剂的加成将导向-位与-位的加成混合物。反应可在酸性条件下进行，因而可用于对碱性条件敏感的底物对，-不饱和酮的加成高度的立体选择性，（E）-和（Z）-2-丁烯基三甲基硅烷与醛反应均得到羟基与甲基的同侧物,区域专一性,对，-不饱和酮的加成,高度的立体选择性，（E）-和（Z）-2-丁烯基三甲基硅烷与醛反应均得到羟基与甲基的同侧物,5-2-2-2 烯基和炔基三甲基硅烷类亲核试剂,烯基硅烷主要是通过烯基金属与氯硅烷反应制备在lewis酸催化下，烯基硅烷和炔基硅烷可与酰氯反应，生成，-烯酮或，-炔酮。烯基硅烷的反应具有立体专一性，在反应中，烯基的几何构型保持,5.2.2.3 硅基稳定的-碳负离子,硅基-碳负离子可以通过三种方式产生：有机硅化合物的-去质子化通过-硅基卤代烃制备相应的格氏试剂通过有机锂化合物对三甲基乙烯基硅烷的加成产生Peterson reaction:The synthesis of alkene from-silyl carbanions(lithium,magnesium salt)and carbonyl compound in cases,where seperation of-silylalcohol diastereoisomers can be achieved,pure Z or E olefins can be isolated.Acidic workup gives anti elimination,while basic condition gives syn elimination.,含硅-碳负离子的试剂或中间体主要通过对羰基化合物的加成（Peterson反应的第一步，然后，进行消除，两种条件，两种产物）而在合成中获得应用。,-硅基格氏试剂在合成烯丙基型硅烷中的应用：与醛、酮反应，也可与羧酸衍生物反应制备烯丙型硅烷,由于有机硅在氟离子存在下，硅基可以被氧化-羟基化：有机硅化合物可以用于手性醇的不对称合成。,5.3 有机锡化合物在碳-碳键形成中的应用,5.3.1 间接用于碳-碳键形成的有机锡化合物间接用于碳-碳键形成的有机锡化合物主要有两种：三丁基锡氢三丁基氯化锡,三丁基锡氢,最大特点是锡-氢键弱，易发生均裂产生三丁基锡自由基，进行自由基的碳碳键的形成反应对碳碳重键的加成（锡氢化反应）强碱去质子，然后与醛反应，以制备官能化的有机锡化合物,三丁基氯化锡：,用NaBH3CN还原以现场产生Bu3SnH,用于自由基反应 用于与有机金属试剂反应以制备亲核性金属锡化物,5.3.2 直接用于碳-碳键形成的有机锡化合物,三类有机锡化合物可直接用于碳-碳键形成1 烯丙型基三丁基锡烷2 烯基芳基三丁基锡烷3-烷氧基锡烷和-氨基锡烷,1 烯丙型基三丁基锡烷：比烯丙型三甲基硅烷活性高，具有相似的反应。与醛发生亲核加成反应，烯丙型基三丁基锡烷与亲电试剂反应区域专一的发生在-位，反应伴随者双键迁移,2 烯基、芳基三丁基锡烷,烯基、芳基锡烷与烯基卤，在钯催化下，发生偶联反应，此反应叫做Stille偶联反应，是烯基-烯基、烯基-芳基、芳基-芳基间形成碳-碳键的重要方法。三氟甲基磺酸烯基酯也可用于与烯基锡的偶联反应,5.4 钯催化的碳-碳键的形成反应,具有合成价值的有机反应大都通过分子中官能团的活化而实现，不带官能团的简单烷烃类化合物难以进行反应，因而开发有机分子新的活化方法，发掘新的反应性，是发展有机合成新方法的基本途径。除官能团外，有机分子可通过两种方式活化：通过有机金属化合物活化；通过微生物、酶等生物体系活化。,5.4.1 有机钯化合物在碳-碳键形成中的应用,有机钯催化的碳-碳键形成方法在有机合成中占有重要地位，最重要的是：Heck reaction stille reaction Suzuki reactionSonogashira reaction 四个人名反应。,Heck反应：烯基或芳基卤、三氟甲磺酸的芳基或烯基酯、碘盐、重氮盐在Pd()催化下与烯烃的偶联反应,Stille反应：芳基、烯基锡烷与芳基、烯基、苄基、烯丙基卤或三氟甲磺酸芳酯在零价钯催化下的交叉偶联反应,Suzuki反应：芳基、烯基硼在钯催化下与芳基、烯基卤、磺酸芳基酯、芳基重氮盐的交叉偶联反应，是合成联芳等不饱和化合物的重要方法.Pd(PPh3)4是最重要的催化剂，此反应需要使用碱作为助催化剂。反应的机理如下,SuzuKi Coupling Reaction Mechanism,Sonogashira reaction：是末端炔烃与芳基、烯基卤在Pd(PPh3)4与CuI共同作用下的交叉偶联反应，与SP2杂化碳相连卤素的活性是：IBrCl;SP2杂化碳的活性是：乙烯基丙二烯杂芳环芳环,
